Abstrak—Bahan bakar fosil merupakan salah satu energi yang kebutuhannya terus meningkat setiap tahun. Kebutuhan bahan bakar  minyak  mengikuti  perkembangan  sektor  pembangunan khususnya  sektor  transportasi  dan  industri  yang  saat  ini semakin pesat. Tidak dipungkiri bahwa konsumsi bahan bakar fosil  mempunyai  dampak  kepada  lingkungan  akibat  emisi  gas buang yang dihasilkan, salah satu akibat dari emisi gas buang tersebut  adalah  efek  rumah  kaca.  Salah  satu  upaya  untuk mengurangi emisi yang dihasilkan dari konsumsi bahan bakar tersebut  adalah  dengan  penambahan  zat  aditif,  salah  satunya adalah DEC (Diethyl Carbonate). Pada penelitian ini dilakukan perancangan  pabrik  dietil  karbonat  (DEC)  dari  gas  karbon dioksida  (CO 2 ),  etanol,  dan  etilen  oksida  dengan  kapasitas produksi  sebesar  220.000  ton  per  tahun.  Selain  DEC,  pabrik tersebut  juga  memiliki  by-product  yang  mempunyai  nilai  jual yaitu etilen glikol dengan kapasitas 130.000 ton per tahun, etilen karbonat  dengan  kapasitas  1.000.000  ton  per  tahun,  dan cellosolve dengan kapasitas 13.000 ton per tahun. Perancangan pabrik ini dimaksudkan untuk memenuhi 50% kebutuhan zat aditif  gasolin  yang  diperkirakan  akan  meningkat  sebesar 423.496 ton pada tahun 2023, dengan catatan penambahan zat aditif  (DEC)  pada  gasolin  mencapai  performa  optimum  pada pencampuran sebesar 10% DEC. Direncanakan pabrik DEC ini akan  didirikan  di  Kabupaten  Bontang,  Kalimantan  Timur, dengan  mempertimbangkan  ketersediaan  bahan  baku  CO 2 yang didapat dari gas buang pabrik PT. Badak NGL dan etanol yang dibeli dari PT. Celanese yang terletak dekat dengan pabrik DEC  yang  akan  didirikan.  Dalam  proses  pembuatan  DEC tersebut,  terdapat  empat  unit  proses  utama:  Pre-Treatment, Sintesis,  Separasi,  dan  Pemurnian  Produk.  Dari  perhitungan analisa ekonomi, didapatkan IRR sebesar 35 % per tahun, POT selama  4,75  tahun,  dan  BEP  sebesar  32%.  Dengan  investasi berasal dari modal sendiri sebesar 20% dan pinjaman sebesar 80% dengan total investasi senilai Rp 1.161.779.753.500. Secara keseluruhan  dari  segi  teknis  dan  ekonomis,  pabrik  DEC  dari CO 2 , etanol, dan etilen oksida layak untuk didirikan.
Kata Kunci—CO 2 , DEC, Energi, Etanol, Etilen Oksida

## I. PENDAHULUAN
NERGI  merupakan  salah  satu  hal  penting  yang mempengaruhi  perkembangan  pertumbuhan  negara. Bahan  bakar  minyak  berbasis  energi  fosil  merupakan  salah satu energi yang kebutuhannya terus meningkat dari tahun ke tahun. Kebutuhan bahan bakar minyak mengikuti perkembangan  sektor  pembangunan  khususnya  sektor transportasi  dan  industri  yang  saat  ini  semakin  pesatPada sektor transportasi, pertumbuhan jumlah kendaraan menjadi faktor  utama  peningkatan  kebutuhan  manusia  akan  bahan bakar minyak. Pada tahun 2015, konsumsi BBM non subsidi sebesar  44,5  juta  kilo  liter  (KL).  Tercatat  pada  tahun  2016, konsumsi BBM non subsidi sebesar 48,7 juta kilo liter (KL). Pada  tahun  selanjutnya,  2017,  konsumsi  BBM  non  subsidi masih  mengalami  peningkatan  yaitu  sebesar  55,9  juta  KL. Namun, pada tahun 2018 konsumsi BBM non subsidi turun
tipis dibandingkan pada tahun 2017, untuk jenis RON 88 ke atas adalah sebanyak 55,2 juta kilo liter (KL). Tercatat bahwa konsumsi bahan bakar minyak (BBM) sepanjang tahun 2018 sebesar 75 juta kilo liter [1].
Dalam  peningkatan  konsumsi  bahan  bakar  minyak  baik dari sektor transportasi maupun industri, dampak penggunaan bahan  bakar  minyak  menimbulkan  pencemaran  udara  dan pemanasan  global.  Salah  satu  emisi  gas  buang  hasil  dari pembakaran  pada  industri  yaitu  berupa  CO 2 ,  yang berkontribusi  menimbulkan  efek  rumah  kaca.  Efek  rumah kaca  ini  menimbulkan  pemanasan  global  pada  bumi  yang mengakibatkan  iklim  yang  tidak  stabil  sehingga  pada akhirnya  akan  menyebabkan  bencana  alam  di  berbagai wilayah dunia. Kadar CO 2 telah mencapai 415 per juta bagian (ppm). Pada tahun 2017 lalu, tingkat CO2 mencapai 410 ppm. Gas CO 2 di bumi semakin bertambah setiap tahunnya. Hal ini sangat menyumbang faktor terjadinya pemanasan global.
Salah satu upaya untuk mengurangi emisi yang dihasilkan dari  konsumsi  bahan  bakar  tersebut  adalah  dengan penambahan  zat  aditif  pada  bahan  bakar  minyak.  Zat  aditif yang  pernah  digunakan  yaitu  Tetraethyl  lead  (TEL)  dan Tetramethyl  lead  (TML).  Kedua  zat  aditif  ini  digunakan untuk meningkatkan nilai oktan bahan bakar bensin. Namun, karena  kandungan  logam  Pb  (timbal)  yang  menimbulkan emisi  berbahaya  dan  beracun.  Dikarenakan  dampak  yang ditimbulkan  oleh  penggunaan  zat  aditif  yang  mengandung logam  Pb  maka  telah  diberlakukan  peraturan  penghapusan penambahan timbal pada bensin. Dengan tidak diperbolehkannya  penggunaan  zat  aditif  yang  mengandung timbal,  maka  aditif  yang  lazim  digunakan  merupakan senyawa  oxygenate.  Senyawa oxygenate merupakan  suatu senyawa organik cair yang dapat meningkatkakan kandungan oksigen  apabila  dicampurkan  dengan  bahan  bakar. Penambahan  senyawa oxygenate dapat  meningkatkan  RON dan mengurangi polusi akibat dari proses pembakaran bahan bakar  karena  dapat  menyebabkan  pembakaran  lebih sempurna  dengan  hadirnya  oksigen.  Senyawa oxygenate

## Pra Desain Pabrik Dietil Karbonat dari CO 2 ,

## Etanol, dan Etilen Oksida
Ayyub Choirul Annas, Anisa Fatma Aulia, Annas Wiguno, dan Kuswandi Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : annas.w@chem-eng.its.ac.id
E
Tabel 1.
Perbandingan Komponen MTBE dan DEC `Parameter Komponen MTBE DEC Oksigen (Brian, 2001) 18,2% 40,6% Gasoline / Water Distribution Coefficient (Pacheco dan Marshall, 1996) 18 ~20 RON dengan 10% (Pacheco dan Marshall, 1996) dan (Halim dan Ali, 2004) 117 111 MON dengan 10% (Pacheco dan Marshall, 1996) dan (Halim dan Ali, 2004) 101 96 Lower Heating Value (Pacheco dan Marshall, 1996) 74,3 Mbtu/gal 93,4 Mbtu/gal
yang  banyak  digunakan  sebagai  aditif  ialah  tertiary  alkil ether,  seperti  methyl-tertiary-butyl  ether  (MTBE),  dan  juga senyawa  alkohol  yang  mana  memiliki  kelemahan  yaitu memiliki  kelarutan  yang  tinggi  dalam  air.  Hal  ini  dapat membuat  proses  separasi  akan  sulit.  Selain  itu  senyawa alkohol  juga  dapat  menyumbat  aliran  dari  bahan  bakar apabila  tekanan  uapnya  tinggi.  Hal  ini  dapat  menyebabkan vapor  lock yang  dapat  mengganggu  pengoperasian  pompa bahan  bakar  sehingga  menyebabkan  hilangnya  tekanan umpan  ke  karburator.  Etanol  memiliki heating  value lebih rendah dibandingkan dengan bensin [2].
Aditif yang selanjutnya adalah Diethyl carbonate (DEC). DEC merupakan salah satu senyawa oxygenate yang menjadi alternatif  zat  aditif  pada  bahan  bakar.  DEC  tersebut  juga merupakan  komponen  komersial  penting  yang  juga  biasa disebut dengan Ethyl Carbonate atau Carbonic Acid Diethyl Ester.  DEC  adalah  liquid  tidak  berwarna  pada  keadaan normal,  zat kimia yang  stabil,  dengan  titik  didih 126  – 128 o C,  dan  densitas  sebesar  0.975  (g/cm3).  Selain  itu,  DEC mempunyai kandungan oksigen yang lebih tinggi (40,6 wt%) dibandingkan  dengan  MTBE  (18,2  wt%).  Berdasarkan penelitian, DEC sebanyak 5 wt % dapat mengurangi materi partikulat  pada  mesin  diesel  sebanyak  50%.  Sehingga penggunaan  DEC  mempunyai  potensi  tinggi  dalam  aspek ekonomi  dan  lingkungan.  Lebih  jauh  lagi,  DEC  dapat diaplikasikan, sebagai solven dari polyamide, polyacrylonitril dan diphenol resin in the dalam industri serat sintesis, sebagai solven dari cellulose ether , resin alami dan sintetis  dalam  industri  percetakan  tekstil  dan  pengecatan, sebagai paint  remover dan  dipakai  secara  luas  sebagai elektrolit dalam baterai ion lithium.
Dibandingkan dengan Methyl tertier-buthyl ether (MTBE),  DEC  lebih  baik  digunakan  sebagai  senyawa penambah oksigen pada gasoline. DEC merupakan salah satu senyawa yang paling berpotensi digunakan sebagai substitusi MTBE. Penggunaan MTBE  juga dilarang penggunaaannya karena dapat mencemari air tanah dan pada konsentrasi tinggi bersifat  karsinogenik.  Perbandingan  komponen  MTBE  dan DEC dapat dilihat pada Tabel 1.
Dari Tabel 1, dapat dilihat bahwa DEC memiliki oksigen yang  lebih  tinggi  sehingga  dapat  dilihat  bahwa  proses pembakaran dari DEC akan lebih sempurna daripada MTBE, demikian  pula  emisi  CO  dan  senyawa  hidrokarbon  akan menurun  secara  signifikan.  Dari  segi  koefisien  distribusis gasoline/ water, dapat dilihat bahwa ketika DEC ditambahkan ke bahan bakar maka akan mudah tercampur sehingga tidak akan  membentuk  dua  fasa.  Dilihat  dari  segi  heating  value, RON  dan  juga  MON  terlihat  bahwa  MTBE  merupakan senyawa  aditif  yang  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan DEC, tetapi hal yang harus dikonsiderasi pada MTBE, yaitu toxicity  dan  juga  dampaknya  pada  lingkungan.  Selain  itu, diketahui bahwa penambahan DEC pada bahan bakar diesel sebeesar  10%  dapat  mengurangi  jumlah  partikulat  hingga sebanyak 50% [3]. Kelebihan DEC yang penting juga adalah DEC  akan  sangat  lambat  terdekomposisi  menjadi  CO2  dan ethanol, tanpa menjadi polutan ketika dibuang ke lingkungan.
II. URAIAN PROSES
Sintesis  Dietil  Karbonat  pada  prinsipnya  adalah  suatu proses  pembuatan  senyawa  Dietil  Karbonat  (DEC)  melalui
reaksi dari dua atau lebih senyawa melalui kondisi – kondisi tertentu dari proses tersebut. Ada beberapa proses dan metode pemisahan  karbon  dioksida.  Proses  –  proses  tersebut memiliki  kelebihan  dan  kekurangan  tersendiri.  Berdasarkan seleksi  proses  yang  telah  dilakukan,  dipilih  proses direct synthesis  of  Diethyl  Carbonate  from  carbon  dioxide, epoxides,  and  ethanol dengan  menggunakan  katalis  KI- EtONa  karena  merupakan  proses  yang  tidak  beracun  ( non- toxic )  serta dapat menghasilkan konversi yang relatif tinggi di antara semua sintesis lainnya [3]–[8].
Secara  garis  besar,  proses  produksi  dietil  karbonat  dari CO 2, etanol,  dan epoxide terbagi  dalam  beberapa  tahapan dimana epoxide yang  digunakan  dalam  proses  ini  adalah etilen oksida. Bahan baku CO 2 yang digunakan berasal dari flue gas PT. Badak NGL dengan kandungan terbesar adalah CO 2 sebesar  ±  94%.  Bahan  baku flue  gas yang  digunakan memiliki komposisi bahan baku seperti tertera pada Tabel 2.
Proses produksi dietil karbonat yang dipilih ini terdiri dari beberapa  tahapan  unit proses,  yaitu  unit pre-treatment ,  unit sintesis,  unit  separasi,  dan  unit  purifikasi.  Dari  masing  – masing  tahapan  proses  tersebut,  tersusun  dari  unit  operasi yang berbeda sesuai dengan fungsi dari unit tersebut.
Unit Pre-treatment adalah  unit  yang  berfungsi  untuk mengolah  bahan  baku flue  gas dari  PT.  Badak  NGL  untuk kemudian diambil komponen CO 2 dengan tujuan menghilangkan pengotor yang lainnya. Kadar H 2 O yang ada pada flue gas PT. Badak NGL sebesar 6%, dengan demikian diperlukan  proses  pemisahan  dan  tahap  awal flue  gas dialirkan  ke  kompressor  (G-112)  untuk  meningkatkan tekanan  aliran  gas  dari  tekanan  atmosferik  hingga  tekanan 30,2  bar,  penaikan  tekanan  ini  berfungsi  sebagai  langkah pengkondisian feed sebelum memasuki reaktor. Selanjutnya, aliran didinginkan menggunakan cooler dengan tujuan agar membentuk aliran dua fasa untuk memisahkan komponen air / H 2 O sebagai komponen kedua terbanyak di dalam flue gas dengan  menggunakan flash  separator (H-112)  sehingga didapatkan  kandungan  CO 2 sebesar  99,4%  dan  H 2 O yang masih  terikut  sebesar  0,22%  yang  mana  aliran top  product alat ini nantinya sudah dapat digunakan sebagai bahan baku sintesis  DEC. Sedangkan bottom  product proses  pemisahan ini  sebagian  besar  mengandung  H 2 O  yang  akan  dialirkan menuju waste water treatment. Sedangkan aliran top product dipanaskan  terlebih  dahulu  agar  suhu  aliran  sesuai  dengan kondisi  operasi  yang  paling  optimum  untuk  direaksikan dengan feed yang  lain  dan feed CO 2 diumpankan  ke  dalam reaktor dalam fasa  gas.  Sedangkan  untuk feed etilen  oksida yang  disimpan  dalam  fasa  likuida  di  dalam  tangki penyimpanan selanjtnya dengan bantuan valve (K-111) dapat
Tabel 2.
Komposisi Flue Gas PT Badak NGL Komponen BM Fraksi Mol Molar Flow (kmol/jam) CO 2 44,010 0,939 1.979,486 Metana 16,040 0,003 6,009 Etana 30,070 0,000 0,569 Propana 44,100 0,000 0,337 n-Butana 58,120 0,000 0,084 i-Butana 58,120 0,000 0,032 Pentana 72,150 0,000 0,032 C 6 + 86,180 0,000 0,063 H 2 O 18,020 0,058 121,915 Total 1,000 2.108,528
mengubah fasa etilen oksida menjadi fasa gas yang kemudian dialirkan  ke  dalam  kompressor  (G-113)  untuk  menaikkan tekanan  dari  tekanan  atmosferik  menjadi  30,1  bar.  Setelah pengkondisian  tekanan feed etilen  oksida,  dilakukan pengaturan  suhu  agar  sesuai  dengan  kondisi  operasi  untuk bereaksi di dalam reaktor didinginkan  menggunakan cooler hingga  suhunya  169,8 0 C  dan  siap  diumpankan  ke  dalam reaktor  dalam  fasa  gas.  Sedangkan  untuk feed etanol, diperlukan  alat  pompa  (L-115)  setelah  dicampur  dengan etanol  hasil recycle sisa  reaksi  dan  dinaikkan  suhunya menggunakan heater (E-115)  dan  dimasukkan  ke  dalam reaktor pada fasa likuida.
Unit Sintesis adalah unit yang berfungsi untuk mengolah bahan baku (etanol, CO 2, dan etilen oksida) menjadi produk melalui  reaksi  menggunakan  reaktor.  Reaktor  yang digunakan adalah trickle bed reactor yang termasuk ke dalam tipe packed  bed  continuous  reactor yang  mana  likuida mengalir  di  dalamnya  melalui  packing  media.  Reaktor  ini dipilih karena feed fluida yang masuk ke dalam reactor ada yang pada fasa likuida dan juga gas, serta memerlukan katalis sebagai packing media dalam fasa padat. Digunakan reaktor tipe  tersebut  karena  terdapat  katalis  yang  berbentuk  solid yang membantu proses reaksi di dalam reaktor, selain itu juga terdapat CO 2 dan etilen oksida yang berfasa gas serta etanol yang  berfasa  liquid  sebagai  reaktan  dalam  proses  sintesis DEC.  Reaktor  tipe  ini  lah  yang  dapat  memberikan  kinerja optimal untuk proses reaksi yang terdapat komponen tiga fasa di  dalamnya.  Etanol  dengan  suhu  169,8 0 C  dan  tekanan sebesar  30  bar  dicampur  dengan  aliran  etanol  hasil recycle dari separation  unit menggunakan  mixer  (M-117),  yang kemudian dialirkan ke dalam reaktor. Sedangkan CO 2 dengan suhu 169,8 0 C dan tekanan 30 bar serta etilen oksida dengan kondisi operasi yang dikondisikan sama akan dimasukkan ke dalam  reaktor  (R-210).  Berikut  ini  merupakan  reaksi  yang
terjadi  di  dalam  reaktor  dengan  kondisi  operasi  yang  telah disebutkan sebelumnya.
C 2 H 4 O + CO 2 → C 2 H 4 CO 3 (1) C 2 H 4 CO 3 + 2C 2 H 5 OH → C 5 H 10 O 3 + C 2 H 6 O 2 (2) C 2 H 4 O + C 2 H 5 OH → C 4 H 10 O 2 (3)
Reaksi  (1)  merupakan  reaksi cycloaddition dari  etilen oksida  dan  karbon  dioksida  menghasilkan intermediate product berupa etilen karbonat (EC). Reaksi (2) merupakan reaksi transesterification dari  etilen  karbonat  dan  etanol untuk menghasilkan DEC dan etilen glikol (EG). Sedangkan reaksi (3) merupakan reaksi ethanolysis yaitu etanol bereaksi dengan etilen oksida untuk menghasilkan Cellosolve. Adapun reaksi  sintesis  DEC  tersebut  bersifat  eksothermis  sehingga diperlukan suatu pendingin untuk menstabilkan temperatur di dalam reaktor dengan maksud menjaga optimalitas yield yang dihasilkan selama reaksi dan menjaga keamanan reaktor dari bahaya  ledakan  atau  bahaya  sejenisnya.  Maka  dari  itu pemasangan  jaket  pendingin  dilakukan  demi  menjaga stabilitas  temperatur  di  dalam  reaktor.  Jaket  pendingin disinyalir  sangat  tepat  untuk  digunakan  pada trickle  bed reactor karena tidak mengganggu kinerja katalis yang berada di dalam reaktor. Di dalam reaksi ini diperlukan katalis untuk meningkatkan yield dari DEC dan juga konversi dari bahan baku,  digunakan  katalis  biner  KI-EtONa.  Katalis  homogen biner,  merupakan  katalis  yang  efektif  pada  proses  produksi DEC dengan disertai penambahan epoxide dalam pabrik ini dipilih etilen oksida yang akan meningkatkan produksi DEC karena  kesetimbangan  reaksi  akan  bergeser  ke  arah  produk karena  reaksi  sintesis  DEC  merupakan  reaksi  yang  sulit terjadi  secara  spontan  dengan adanya  pembatasan termodinamika  [9].  Pemilihan  katalis  ini  berdasarkan  sifat dari  KI  yang  memiliki  nukleofilitas  yang  tinggi,  dari  hasil penelitian juga disebutkan bahwa berperan dalam pembukaan ikatan dari etilen oksida berperan di dalam reaksi sikloadisi dan  aktivitas  katalis  sangat  dipengaruhi  dengan  bantuan etanol, sedangkan katalis dasar dari sodium etoksida (EtONa) merupakan  komponen  yang  digunakan  untuk  reaksi transesterifikasi  dari  etilen  karbonat  untuk  memproduksi DEC  dan  etilen  glikol  secara  efektif.  Mekanisme one-pot
Gambar  1. Pathway Reaksi  Sintesis  DEC  dari  Etanol  dan  CO 2 menggunakan ethylene oxide sebagai dehydrating agent.
Tabel 3.
Spesifikasi dan Properti Produk Utama (DEC) Karakteristik Keterangan Kemurnian (%) 99,96 Kandungan air (ppm) <200 Cl 2 (ppm) 0 Berat Molekul (g/mol) 118,13 Titik Didih ( 0 C) 126 – 128 Titik Lebur ( 0 C) -43 Flash Point ( 0 C) 25 Massa Jenis (g/cm 3 ) 0,975 Toxicology Mildly toxic Tabel 4. Spesifikasi dan Properti Produk Samping (EG) Karakteristik Keterangan Kemurnian (%) 99,51 Berat Molekul (g/mol) 62,07 Densitas (g/cm 3 ) 1,3120 Wujud Cairan bening Viskositas (N*S/m 2 ) 1,61 x 10 -2 Kelarutan Miscible
synthesis dietil karbonat dari etilen  oksida, CO 2 , dan  etanol dengan  menggunakan  katalis  biner  KI-EtONa  diilustasikan pada  Gambar  1  [4].  Produk  yang  dihasilkan  dari  reaksi  ini merupakan  produk  berfasa  likuida  dengan  kondisi  operasi aliran produk  yaiitu 169,8 0 C dan 30 bar.
Unit  Separasi  adalah  unit  yang  berfungsi  untuk memisahkan  produk  –  produk  yang  dihasilkan  hasil  reaksi dengan  pengotor  –  pengotor  yang  masih  terikut  ke  dalam aliran produk. Aliran produk yang keluar dari reaktor (R-210) selanjutnya dengan menggunakan valve (K-313), aliran yang semula  berfasa  likuida  berubah  menjadi  dua  fasa  yaitu  gas dan  likuida.  Tujuan  pengkondisian  fluida  agar  menjadi  dua fasa adalah agar dapat dialirkan ke dalam flash separator (H- 310) untuk memisahkan komponen ringan seperti metana dan etilen  oksida  yang  masih  terikut  ke  dalam  produk  karena dapat  mempengaruhi  kemurnian  produk.  Produk  atas  dari proses pemisahan ini  berisi komponen ringan  akan dibuang ke udara sedangkan produk bawah yang berisi produk hasil reaksi beserta etanol yang masih cukup besar akan dialirkan menuju proses distilasi menggunakan kolom distilasi (D-310) untuk  memisahkan  etanol  dari  produk  yang  mana  etanol tersebut akan di- recycle dan dilakukan pencampuran dengan etanol make up untuk kemudian direaksikan kembali di dalam reaktor. Top product hasil dari proses di dalam kolom distilasi (D-310).  Komponen  etanol  hasil  dari  produk  atas  kolom distilasi  (D-310)  memiliki  kemurnian  yang  masih  belum murni  dan  mengandung  beberapa  pengotor  yang  dapat mempengaruhi  kualitas feed etanol  yang  akan  masuk  ke dalam reaktor sehingga diperlukan pengolahan aliran etanol dengan  langkah  memurnikannya  menggunakan  kolom distilasi  (D-320).  Produk  atas  hasil  proses  di  dalam  kolom distilasi (D-320) merupakan etanol dengan komposisi 95,2% mol  akan  dicampurkan  dengan  etanol make  up dengan komposisi 98% mol. Untuk produk bawah hasil distilasi (D- 320)  berupa sour  water .  Sedangkan bottom  product kolom distilasi  (D-310),  yang  banyak  mengandung  DEC,  EC,  EG, serta cellosolve akan  dipisahkan  lebih  lanjut  pada  tahap berikutnya.
Pada  aliran recycle etanol  yang  merupakan top  product dari kolom distilasi (D-310) akan dicampurkan dengan etanol make  up dan  selanjutnya  dipompa  untuk  dinaikkan tekanannya  menjadi  30,6  bar  untuk  mengkondisikan  aliran feed etanol sebelum memasuki reaktor. Feed etanol campuran memiliki  komposisi  95,8%  mol  yang  selanjutnya  akan dialirkan ke dalam reaktor (R-210).
Unit  Purifikasi  adalah  unit  yang  bertujuan  untuk memurnikan  produk  –  produk  yang  diinginkan  agar  lebih murni  menggunakan  proses sequence  distillation setelah mempertimbangkan  seleksi  proses  dari  alternatif  proses distilasi  yang  ada.  Alternatif sequence  distillation yang dipilih adalah proses yang memiliki beban vapor yang paling rendah  karena  fak  tor  yang  paling  berpengaruh  pada konsumsi energi adalah beban vapor. Pada tahap pemurnian ini terbagi menjadi tiga bagian proses yaitu proses purifikasi etilen glikol, etilen karbonat, dan DEC. Bottom product hasil proses  di  dalam  kolom  distilasi  (D-310)  akan  dipompa  dan dialirkan menuju kolo m distilasi (D-410) untuk memisahkan campuran produk sehingga yang keluar sebagai produk atas mengandung komponen DEC, Cellosolve, dan sebagian kecil Etilen  Glikol.  Sedangkan  produk  bawah  mengandung komponen Etilen Glikol dan Etilen Karbonat. Aliran produk
atas dari kolom distilasi (D-410), dialirkan ke dalam kolom distilasi (D-420) untuk memisahkan Etilen Glikol yang masih terikut  di  dalam  campuran  DEC  – Cellosolve, sehingga didapat  produk  atas  kolom  distilasi  (D-420)  mengandung komponen  DEC  dan Cellosolve, sedangkan  produk  bawah mengandung  komponen  Etilen  Glikol.  Kemudian,  hasil produk  atas  kolom  distilasi  (D-420),  dialirkan  ke  dalam kolom distilasi (D-430) untuk memurnikan produk DEC dan Cellosolve. Sehingga  diperoleh  produk  atas  berupa  produk Dietil  Karbonat  sebagai  produk  utama  dengan  kemurnian sebesar 99,96%, sedangkan produk bawah berupa Cellosolve dengan kemurnian sebesar 99,83%. Kemudian, aliran produk bawah  kolom  distilasi  (D-410),  dialirkan  ke  dalam  kolom distilasi  (D-440)  dengan  tujuan  untuk  memurnikan  Etilen Glikol  (EG)  dan  Etilen  Karbonat  (EC).  Produk  atas  kolom distilasi  (D-440)  yang  merupakan  aliran  yang  banyak mengandung  Etilen  Glikol,  dicampurkan  dengan  produk bawah kolom distilasi (D-420) yang merupakan aliran hasil pemisahan  komponen  EG  yang  masih  terikut  ke  dalam campuran  DEC- Cellosolve. Proses  pencampuran  aliran  EG ini  dilakukan  menggunakan mixer (M-426)  yang  kemudian dikondisikan  sebelum  dimasukkan  ke  dalam storage EG dengan produk akhir EG yang dihasilkan memiliki kemurnian sebesar  99,51%.  Sedangkan  produk  bawah  dari  kolom distilasi  (D-440)  merupakan  aliran  produk  yang  banyak mengandung komponen Etilen Karbonat kemudian dikondisikan  sebelum  dimasukkan  ke  dalam storage EC dengan produk akhir EC yang dihasilkan memiliki kemurnian sebesar 99,99%. Masing – masing produk hasil sintesa DEC dikondisikan dengan langkah diturunkan tekanannya hingga mencapai  tekanan  atmosferik  sebelum  dialirkan  ke  dalam storage masing – masing produk. Spesifikasi produk utama DEC  ditunjukkan  dalam  Tabel  3  yang  dibutuhkan  oleh industri.  Gambar  2  menunjukkan process  flow  diagram pra desain  pabrik  Dietil  Karbonat  dari  CO 2 ,  Etanol,  dan  Etilen Oksida.  Produk  utama  maupun  produk  samping  dari  hasil sintesa  pembuatan  dietil  kerbonat  ini  disimpan  di  dalam tangki  penyimpanan  pada  fasa  likuida  dan  dikondisikan berada  pada  kondisi  atmosferik  baik  tekanan  maupun  suhu penyimpanannya.  Spesifikasi  dan  property  produk  utama dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 5. Spesifikasi dan Properti Produk Samping (EC) Karakteristik Keterangan Kemurnian (%) 99,99 Berat Molekul (g/mol) 88,06 Densitas (g/cm 3 ) 1,3120 Titik Beku ( 0 C) 36 Titik Leleh ( 0 C) 34 – 37 Flash Point ( 0 C) 150 Viskositas (cp) 1,5 Tabel 6.
Spesifikasi dan Properti Produk Samping ( Cellosolve ) Karakteristik Keterangan Kemurnian (%) 99,83 Berat Molekul (g/mol) 90,12 Titik Lebur ( 0 C) -90 Titik Didih ( 0 C) 135 Densitas (g/cm 3 ) 0,93 Flash point ( 0 C) 40 Kelarutan Miscible
Pabrik  sintesis  DEC  juga  menghasilkan  tiga  produk samping  yang  memiliki  nilai  jual,  antara  lain  etilen  glikol, etilen karbonat, dan cellosolve. Dimana spesifikasi dari ketiga produk samping tersebut ditunjukkan dalam Tabel 4, Tabel 5, dan Tabel 6.
III. NERACA MASSA
Berikut merupakan hasil perhitungan dari neraca massa pra desain  pabrik  Dietil  Karbonat  dari  CO2,  Etanol,  dan  Etilen
Gambar 2. Process Flow Diagram.
Su p. M PS CW S Eta nol Ethy lene ox ide 1 25 30 ,6 67 ,93 169 ,8 30 30 169 ,8 15 2,4 317 ,9 30 ,1 30 Sat . M PC S CW R 4 113 ,9 3 100 3,3 186 ,9 Fee d G as F lue G as PT B ada k N GL F-111 F-112 G-113 R-210 E-115 E-318 L-317 E-436 D-420 L-420 E-420 E-423 Hy dr oc ar bon and Ethy lene Ox ide pur ge 1 1,76 46 ,15 169 ,8 30 DE C Cel los olve Ethyl ene Glyc ol Ethyl ene Car bon ate D-430 E-112 113 ,9 3,9 169 ,8 30 145 1,2 141 30 1,1 153 ,7 2,8 2,8 166 ,3 2,8 166 ,3 1,2 157 ,7 1,1 30 6 7 9 10 11 14 15 16 54 52 53 55 56 57 58 E-113 E-422 F-418 F-418 F-419 F-420 F-421 E-335 E-437 L-421 D-310 D-410 H-310 K-313 L-316 F-313 E-435 F-416 F-417 3,9 113 ,9 4 116 ,6 4 113 ,9 182 4,5 206 ,7 4,5 4,5 206 ,7 206 ,7 4,6 3,5 4 3,4 3,5 3,4 3,5 4,7 128 ,3 4,7 128 ,3 4,7 128 ,3 4,8 128 ,3 113 ,8 113 ,8 100 2,9 3 100 100 2,9 3 133 ,1 113 ,8 113 ,8 171 ,2 145 145 1,4 1,3 1,3 ` 1,4 147 3,3 186 ,9 3,3 167 ,4 231 ,3 4 210 ,1 4 231 ,3 1,1 30 3,3 175 ,5 1,1 30 1,2 163 ,8 E-419 L-418 E-421 M -426 E-424 K-418 E-425 17 18 19 20 21 27 22 23 25 28 29 24 30 35 31 32 33 34 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 51 68 69 70 72 1,4 145 50 L-318 K-415 K-416 D-440 E-43 8 F-41 9 3,2 3,2 3,3 174 ,9 174 ,9 174 ,9 4 252 ,2 4 289 ,2 E-4 26 L-422 64 61 62 65 66 4,1 231 ,3 3,3 192 ,2 60 174 ,9 63 K-417 4 289 ,2 67 1,2 247 ,2 71 L-423 59 30 ,2 358 ,75 2 30 ,1 45 3 30 ,1 45 4 30 ,1 45 5 Sour W ate r H-112 10 ,85 1 8 3,3 E-111 G-112 K-111 Sat . M PS Su p. M PC S D-3 20 F-3 23 E-3 28 L-31 9 E-33 6 116 ,3 3,8 3,8 116 ,3 112 ,3 108 ,1 3,5 3,4 3,4 108 ,1 3,5 108 ,1 3,5 108 ,1 1 Sour W ate r 49 ,14 73 74 75 76 26 a 78 79 26 b 3,8 116 ,3 77 a L-115
Oksida dengan kapasitas feed flue gas sebanyak 29.520 ton per  tahun,  etanol  sebesar  33.000  ton  per  tahun,  dan  etilen oksida  sebesar  33.000  ton  per  tahun  menghasilkan  produk utama DEC yang memiliki kemurnian 99.96% berat dengan kapasitas sekitar 220.000 ton per tahun. Selain DEC, pabrik ini juga memiliki by-product yang mempunyai nilai jual yaitu senyawa  EG  dengan  kapasitas  120.000  ton  per  tahun,  EC dengan  kapasitas  1.000.000  ton  per  tahun,  dan  Cellosolve dengan kapasitas 13.000 ton per tahun [9]–[17].

## IV. ANALISA EKONOMI
Dari  hasil  perhitungan  pada  neraca  ekonomi  didapatkan IRR  sebesar  35%  per  tahun  dan  BEP  sebesar  32%  dimana POT selama 4,75 tahun. Dengan bunga 9,9% per tahun. Umur dari  pabrik  tersebut  diperkirakan  selama  10  tahun  dengan periode  pembangunannya  selama  2  tahun  dengan  operasi pabrik 330 hari/tahun dan  24  jam/hari. Adapun rincian dari segi ekonomi adalah sebagai berikut
1) Modal Investasi      : Rp 1.161.779.753.500 / 10 tahun
2) Biaya Produksi       : Rp 30.049.342.358.217 /10 tahun
3) Hasil Penjualan       : Rp 32.380.348.143.330 /10 tahun
4) Laba Bersih          : Rp 81.845.822.310 / tahun
5) Harga Jual DEC       : 2100 US $ /ton
6) Harga Jual EG        : 1500 US $ /ton
7) Harga Jual EC        : 1400 US $ /ton
8) Harga Jual Cellosolve  : 1300 US $ /ton
9) IRR                : 35 %
10) BEP                : 32 %
11) POT                : 4,75 tahun

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisa  ekonomi  didapatkan  nilai  IRR sebesar  35%  yang  lebih  tinggi  dari  suku  bunga  bank  yaitu sebesar  9,9%  per  tahun  dengan  penembalian  modalnya selama 4,75 tahun dan BEP pada 32% kapasitas maka pabrik
Dietil  Karbonat  dari  CO2,  Etanol,  dan  Etilen  Oksida  layak didirikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  BPH Migas, Laporan Kinerja Tahun 2018 . Jakarta: BPH Migas, 2018.
[2]  Y. Ardillah, “Faktor risiko kandungan timbal di dalam darah,” J. Ilmu Kesehat. Masy. , vol. 7, no. 3, 2016.
[3]  B. C. Dunn et al. , “Production of diethyl carbonate from ethanol and carbon monoxide over a heterogeneous catalyst,” Energy & Fuels , vol. 16, no. 1, pp. 177–181, 2002.
[4]  L. Wang et al. , “Highly efficient synthesis of diethyl carbonate via one- pot reaction from carbon dioxide, epoxides and ethanol over KI-based binary catalyst system,” Appl. Catal. A Gen. , vol. 471, pp. 19–27, 2014.
[5]  L.  A.  Anggerta,  F.  Kurniawansyah,  and  G.  Wibawa,  “Catalytic synthesis  of  diethyl  carbonate  via  one-pot  reaction  from  carbon dioxide, ethanol, and epoxide,” in IOP  Conference  Series:  Materials Science and Engineering , 2019, vol. 546, no. 7, p. 72001.
[6]  E.  Leino et  al. ,  “Synthesis  and  characterization  of  ceria-supported catalysts  for  carbon  dioxide  transformation  to  diethyl  carbonate,”
Catal. Today , vol. 306, pp. 128–137, 2018.
[7]  M.  A.  Pacheco  and  C.  L.  Marshall,  “Review  of  dimethyl  carbonate (DMC) manufacture and its characteristics as a fuel additive,” Energy & Fuels , vol. 11, no. 1, pp. 2–29, 1997.
[8]  G.  Wibawa,  “Tekanan  Uap  (Vapor  Pressure)  Untuk  Campuran  2- Butaol + Diethyl Carbonate dan Tert-Butanol + Diethy Carbonate,” J. Integr. PROSES , vol. 7, no. 2, pp. 87–92, 2018.
[9]  S. Van Ness, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics .
Singapore: Mc Graw Hill, 1967.
[10]  D.  Q.  Kern, Process  Heat  Transfer .  Singapore:  McGraw-Hill  Book Company, Inc, 1965.
[11]  D. M. Himmelblau and J. B. Riggs, Basic principles and calculations in chemical engineering . FT press, 2012.
[12]  L. E. dan E. H. Y. Brownell, Process Equipment Design . New York: John Wiley & Sons, 1959.
[13]  E. E. Ludwig, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants  Volume  2  Third  Edition .  Houston:  Gulf  Publishing  Company, 1997.
[14]  C.  J.  Geankoplis, Transport  Processes  and  Separation  Process Principles:(Includes  Unit  Operations) ,  4th  ed.  New  Jersey:  Prentice Hall Professional Technical Reference, 2003.
[15]  D.  W.  Green  and  R.  H.  Perry, Perry’s  Chemical  Engineers’ Handbook/edición Don W. Green y Robert H. Perry. , no. C 660.28 P47 2008. 2019.
[16]  M. Van Winkle, Distillation . New York: McGraw Hill Book Company, 1967.
[17]  G.  D.  Ulrich, A  guide  to  Chemical  Engineering  Process  Design  and Economic . Canada: John Wiley and Sons, 1984.